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四、传感器 所谓传感器，是指可接受外界信息 （刺激），如光、热、磁、压力、加速 度、湿度、环境气氛等，并能在体系内 变换为可处理信号的器件。 当前第30页\共有42页\编于星期三\0点 功能薄膜材料详解演示文稿 当前第1页\共有42页\编于星期三\0点 优选功能薄膜材料 当前第2页\共有42页\编于星期三\0点 薄膜材料的分类（按材质分） 1.金属薄膜材料（结构性，功能性） 2.无机、陶瓷薄膜材料（结构性，功能性） 3.有机、聚合物薄膜材料 4.半导体薄膜材料 当前第3页\共有42页\编于星期三\0点 薄膜材料的分类（按功能分） 力功能薄膜材料 (超硬薄膜材料 超润滑薄膜材料) 磁功能薄膜材料 (高透磁率薄膜材料 巨磁阻薄膜材料) 光功能薄膜材料 (红外反射薄膜材料 隐身薄膜材料) 电功能薄膜材料 (超导薄膜材料) 当前第4页\共有42页\编于星期三\0点 薄膜材料的应用 一、表面改性 二、耐磨及表面防护涂层 三、能量变换薄膜与器件 四、传感器 五、集成光学器件 六、磁记录薄膜和光存储薄膜 当前第5页\共有42页\编于星期三\0点 一、表面改性 1、表面改性的定义 就是在保护块状材料固有特性的优点基 上，仅对表面进行加工处理使其产生新的物 理、化学特性以及所需要的功能的各种方 法，统称表面改性。 表面改性不仅可以提高经济效益，而且 对于节省资源、能源、开发材料新功能，提 高可靠性，实现轻薄短小化等都具有十分重 要的意义。 当前第6页\共有42页\编于星期三\0点 2、表面改性的手段 （1）表面处理技术（形成表面改性层） 通过物理的或化学的手段，在物质表面层中引入反应成分，形成混合相或合成相，从而产生新的功能和材料特性。 （2）膜沉积技术（形成复合多层膜） 在基体材料表面析出或沉积有别于基体材料的膜层，从而显示新的功能和材料特性。 当前第7页\共有42页\编于星期三\0点 3、用于表面改性的主要方法 3.1 用于表面改性的处理技术 离子注入、等离子体表面处理、激光表面 处理 3.2 利于薄膜沉积的技术 PVD法、CVD法 当前第8页\共有42页\编于星期三\0点 二、耐磨及表面防护涂层 1、硬质涂层 主要用途：各种切削刀具、模具、工具和摩擦零件，比如TiN和TiC涂层。 主要组成：基底（合金）+涂层（陶瓷） 主要制备方法：CVD和PVD（蒸发、溅射、离子镀） 当前第9页\共有42页\编于星期三\0点 切削刀具、模具 当前第10页\共有42页\编于星期三\0点 以TiN镀层对各种刀具为例 (1)齿轮切削刀具，主要是滚齿刀和插齿刀 据统计，国外汽车制造业所用的滚刀至少有30%-40%是已镀TiN膜的。 Barber-Colman公司使用Balzers的活性反应离子镀装置，滚刀寿命8：1或10：1。 当前第11页\共有42页\编于星期三\0点 Fellows举例：生产70个齿的汽车内啮合齿轮，用斜插齿刀每磨刃一次，可生产300件，磨损量为0.254mm;没有镀的齿刀每磨刃一次生产75件,磨损量为0.925mm Fellows举例：生产20齿的卡车变速齿轮，TiN镀层刀具每把可生产5600个齿轮，未镀的只生产700个。 近几年内，TiN镀层刀具至少将占齿轮加工刀具市场的70% 当前第12页\共有42页\编于星期三\0点 （2）钻头 ①首先应考虑的因素是被加工材料的特殊性，Guhring公司利用德国制作的麻花钻头，进行TiN镀层处理，结果表明镀膜钻头钻孔数目的平均增加范围从142%到923%，前者是普通钢、低合金钢；后者是不锈钢、耐热钢。 当前第13页\共有42页\编于星期三\0点 ②可以提高机床的效率。使用镀膜刀具可以允许使用更高的切削用量和更大尺寸的刃具，同规格刀具相比，镀膜的生产效率可提高40%以上。 ③钻头经重磨也保留着许多好处。像齿轮加工刀具一样，镀膜钻头在用传统方法对其刀头重磨后，仍保留有大部分最初获得的好处。 当前第14页\共有42页\编于星期三\0点 ④在某些合适的切削参数下效果更显著。Vermont TopDie公司提供的刀具寿命与切速的关系表明，钻头使用的切速越高，它与标准刀具相比就显得越优越。举例：用的普通钻头，对硬度为HRC=32的4340钢进行切削时，中等切削速度17.1m/min时，TiN镀膜打孔数量增加228%；提高到28.3m/min,未镀的钻头不能用了,加工能力下降了86%,TiN镀膜与中等速度时一样。提高到46m/min，未镀已完全不能使用，而镀膜则经受住了进一步的考验。 当前第15页\共有42页\编